Новости: Биотехнологии

Умение целенаправленно доставлять и в нужный момент высвобождать те или иные вещества может помочь человечеству в борьбе с микроорганизмами, опухолями и прочими напастями. Вот почему способам доставки терапевтических агентов к их мишеням посвящено множество работ, сообщает рыболовный интернет магазин.

Нанометр неоднократно писал о самых разнообразных подходах к решению данной проблемы. Например, действующее вещество (скажем, монооксид азота) может быть заключено в наночастицы и постепенно высвобождаться – главное, исхитриться подобрать условия так, чтобы высвобождение протекало не слишком быстро и не слишком медленно. К наночастицам можно даже пришить лиганды (эпидермальный фактор роста), которые определяли бы их избирательное связывание с теми или иными клетками.

Кроме того, можно усложнить систему, закупорив поры полой частицы-носителя (например, при помощи частиц золота, прикрепленных через дисульфидные мостики). В этом случае высвобождение содержащихся внутри веществ можно контролировать, открывая поры в нужный момент (в нашем примере в систему необходимо добавить восстановитель дисульфидных мостиков DTT).

Удивительно красивые и изящные наношкатулки, запирающиеся на «нанозамочек», могут быть открыты в физиологических условиях контролируемым образом – это еще одна возможность для доставки веществ к живым клеткам. Умение контролировать процесс высвобождения доставленного вещества – несомненное преимущество, которое позволяет совершать более точные, более тонкие, более осмысленные манипуляции.

Не менее изящную систему контролируемого высвобождения веществ предложили ученые из США. Они использовали золотые полые наноклетки (nanocages), покрытые снаружи полимером на основе поли(N-изопропилакриламида) (рисунок 1). Этот полимер способен радикально менять своё поведение в зависимости от температуры. Ниже определённой температуры он гидрофилен и растворим в воде, поэтому свободные концы полимерных цепей торчат во все стороны, закрывая поры наночастицы. При нагревании происходит фазовый переход в гидрофобное состояние, и полимер принимает компактную форму, открывая поры в наноклетке. Нагревание золотых наночастиц можно осуществлять – ну конечно же! – при помощи ближнего ИК-света, который наночастицы поглощают и трансформируют в тепло. Если прекратить облучение, частицы остывают и всё возвращается на круги своя – полимер гидрофилен, поры закрыты, содержимое наноклетки надёжно заперто (рисунок 2). Впрочем, подобные же эффекты наблюдаются, если просто промывать частицы попеременно холодным и теплым раствором.

Исследователи подобрали такой полимер, который меняет свое состояние с гидрофильного на гидрофобное при температуре выше температуры тела (37 °С), но ниже температуры гипертермии (около 42 °С). Было показано, что в наноклетках можно надёжно хранить и по желанию высвобождать самые различные вещества – краситель, противоопухолевый агент, фермент, – которые при этом сохраняют своё активное начало (рисунок 3).

Работа «Gold nanocages covered by smart polymers for controlled release with near-infrared light» опубликована в Nature Materials.